Associant neurosciences et informatique, le Human Brain Project dévoile les secrets du cerveau
Publié par Redbran le 04/06/2019 à 14:00
Source: © Union européenne, [2019] / CORDIS

©Human Brain Project
Programme européen phare, le Human Brain Project (HBP) adopte les avancées en matière de TIC et regroupe des ressources et des compétences en neurosciences et en neuromédecine. Cette vision unifiée du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la...) bénéficiera à la fois aux personnes et à la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :).

Malgré les années de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique...) qui lui ont été consacrées, le cerveau humain reste l'un des secrets les plus impénétrables de la nature, en partie parce que les laboratoires en ont étudié différents aspects indépendamment les uns des autres.

Le HBP a été créé pour élaborer une plate-forme technologique européenne unique destinée aux neurosciences (Les neurosciences correspondent à l'ensemble de toutes les disciplines biologiques et médicales qui étudient tous les aspects, tant normaux que pathologiques, des neurones et du système nerveux.), à la médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal (physiologie), et cherchant à restaurer la...) et aux technologies de l'information et de la communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine...) (TIC) avancées. En reliant des domaines de recherche sur une échelle sans précédent, il cherche à dégager des synergies et à accélérer les progrès.

Un des projets les plus ambitieux de l'UE

Les deux objectifs du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...) se renforcent mutuellement: utiliser les TIC avancées en neurosciences pour mieux comprendre le cerveau et ses maladies et s'inspirer de la biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie...) pour améliorer les TIC.

Avec plus de 500 scientifiques de 120 institutions européennes partenaires dans 19 États membres, le HBP est l'un des plus grands projets jamais financés par l'UE. Le projet a une durée initiale de 10 ans (2013-2023), au cours de laquelle il créera une infrastructure européenne permanente de recherche en neurosciences.

"Pour répondre aux défis émergents, nous avons assisté à une évolution des laboratoires individuels spécialisés vers des initiatives interdisciplinaires plus vastes", déclare la professeure Katrin Amunts, directrice de la recherche scientifique (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la...) du projet. "Cela est dû en partie aux simulations informatiques intensives et aux quantités de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) impliquées, de l'ordre des téraoctets aux pétaoctets, dépassant la capacité d'un unique institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de recherche."

Pour permettre une compréhension complète de la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie (par exemple par Henri...) du cerveau et l'appliquer à la neuromédecine, à l'informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le...), à la robotique et aux innovations en intelligence artificielle (L'intelligence artificielle ou informatique cognitive est la « recherche de moyens susceptibles de doter les systèmes informatiques de...), le partage de données selon les principes FAIR joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer...) un rôle central dans le HBP.

L'approche du HBP intègre l'investigation expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes dominants tant sur le plan formel, esthétique, que sur le plan culturel et politique. En science, il s'agit d'approches de...) de l'organisation (Une organisation est) du cerveau chez la souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal de compagnie ou de laboratoire, mais...) et l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est...), ainsi que les neurosciences cognitives et théoriques. Celles-ci profitent à six plates-formes technologiques dans les domaines suivants: la neuroinformatique, la simulation, l'analyse et l'informatique hautes performances, l'informatique neuromorphique, la neurorobotique et l'informatique médicale.

"La complexité du cerveau est incroyable, car elle englobe des échelles spatiales et temporelles très différentes, allant du niveau moléculaire des synapses, des cellules et des fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) nerveuses à celui des connexions entre des zones entières du cerveau et, au niveau temporel, des millisecondes à une vie (La vie est le nom donné :) entière", explique la professeure Amunts.

Les progrès des neurosciences et de l'informatique pouvant susciter des interrogations philosophiques sur le "soi" et l'utilisation responsable des nouvelles technologies, le HBP adhère aux principes de la recherche et de l'innovation responsables (RIR) dans son domaine de recherche sur l'éthique et la société.

Combattre les troubles cérébraux en développant des TIC compétitives

Le HBP a déjà élaboré un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de nouvelles approches pour la neuromédecine axée sur la technologie.

Un exemple: un nouvel avatar personnalisé du cerveau, développé pour améliorer la chirurgie (La chirurgie est une technique médicale consistant en une intervention physique sur les tissus, notamment par incision et suture. Un médecin spécialisé dans cette discipline est un chirurgien. Un acte médical...) de l'épilepsie, sera bientôt testé dans le cadre d'un essai clinique (Un essai clinique est une étude scientifique réalisée en thérapeutique médicale humaine pour évaluer l'innocuité et l'efficacité d'une méthode diagnostique ou d'un traitement. L'objectif d'un essai n'est...) portant sur 400 patients. Un autre exemple est la création de l'atlas 3D du cerveau humain le plus complet à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa...).

SpiNNaker et BrainScaleS, deux des principaux systèmes informatiques neuromorphiques (inspirés par le cerveau) au monde (Le mot monde peut désigner :), ont été développés dans le cadre du HBP. Le projet a également mis en place l'infrastructure FENIX, un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit...) de centres de supercalculateurs à l'échelle européenne qui permet d'échanger des données sur une grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une...).

"Nous posons actuellement les bases d'une vaste communauté d'utilisateurs externes pour l'infrastructure de recherche européenne intégrée. Cela implique non seulement de construire des matériels et des logiciels, mais aussi une culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) de l'utilisation", explique la professeure Amunts.

Les six plates-formes, initialement mises à la disposition du public en 2016, permettent déjà aux scientifiques d'accéder à une gamme de ressources, notamment à différents modèles et atlas du cerveau. Les utilisateurs externes peuvent accéder à l'infrastructure de recherche partout dans le monde via un portail Web (Un portail Web (de l'anglais Web portal) est un site Web qui offre une porte d'entrée unique sur un large éventail de ressources et de services (courrier électronique, forum de discussion, espaces de publication, moteur de...) commun. Pour tous les utilisateurs, une équipe d'assistance de haut niveau est prête à intervenir. Les scientifiques peuvent également télécharger leurs propres données auprès d'une équipe de conservateurs.

Pour plus d'information voir:
- site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie, le World Wide Web reposant sur...) du projet
- infrastructure FENIX
- Human Brain Project Specific Grant Agreement 2
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